15、工业4.0与物联网中的关键技术解析

工业4.0与物联网中的关键技术解析

1. 工业4.0与工业物联网数据特点

在工业4.0和工业物联网（IIoT）领域，数据来源广泛且格式多样。不同类型的传感器节点会产生各种格式的数据，包括简单的字节形式和基于复杂模式的表示。而且，数据通信采用了多种协议，如简单广播、MQTT和CoAP等，这使得整合这些多样的协议变得颇具挑战。

2. 工业物联网中的雾计算

2.1 雾计算的角色与特性

在工业4.0和IIoT中，雾计算可作为中间件技术，能在特定时间内对时间敏感的数据进行本地处理和分析。根据工业需求，雾层可被视为云小站、边缘层、微型数据中心或纳米数据中心。传统上，雾层能快速交付处理后的数据，并促进雾节点间的数据动态计算卸载。在智能工厂环境中，雾层还能助力数据信息的透明化、分散式决策制定、信息安全、互操作性以及数据分析。它能监控传感器节点的能耗，并调整其感知的数据量。雾层在工业4.0和IIoT环境中有以下特性：
- 分析工业设备和机器产生的大量实时数据。
- 同时从各种互联的工业机器、智能传感器、设备和机器人收集数据。
- 根据感知数据生成决策，并以最小延迟将其传递给执行器。
- 作为传感器和机器之间的接口，使用特定协议进行通信。
- 对整个系统进行电源管理。
- 通过重组和过滤数据，避免不必要的数据传输到云和服务器。

2.2 工业分析中雾计算的必要性

将雾层作为中间件引入工业领域，能带来诸多好处。它能提升性能、提高效率、解决数据安全和隐私问题，并降低工厂的运营成本。雾计算提供了优化决策和执行智能操作的先进方法。为处理和分析时间敏感的数据，分析和其他应用程序会在